Чтобы решить задачу, давайте разберем ее по шагам.
Дано:
- Масса раствора хлорида бария (BaCl₂) ( m_{solution} = 80 ) г
- Массовая доля хлорида бария в растворе ( w_{BaCl_2} = 6{,}5% )
Нужно найти:
- Массу выпавшего осадка (в данном случае, это сульфат бария ( BaSO_4 ))
Шаг 1: Найдем массу растворенного вещества (BaCl₂)
Для этого используем формулу для массовой доли:
[
w_{BaCl_2} = \frac{m_{BaCl_2}}{m_{solution}} \times 100%
]
Где ( m_{BaCl_2} ) — масса хлорида бария. Подставим известные значения:
[
6{,}5 = \frac{m_{BaCl_2}}{80} \times 100
]
Теперь решим это уравнение для ( m_{BaCl_2} ):
[
m_{BaCl_2} = \frac{6{,}5 \times 80}{100} = 5{,}2 \text{ г}
]
Шаг 2: Запишем уравнение реакции
При добавлении серной кислоты (H₂SO₄) к раствору хлорида бария происходит реакция, в результате которой образуется сульфат бария и хлороводород:
[
BaCl_2 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4 \downarrow + 2HCl
]
Шаг 3: Найдем массу выпавшего осадка (BaSO_4)
Используем стехиометрические соотношения. Одна молекула хлорида бария дает одну молекулу сульфата бария. Сначала найдем число молей ( BaCl_2 ):
- Определим молекулярную массу BaCl₂:
- Ba: 137 г/моль
- Cl: 35,5 г/моль (2 * 35,5 = 71 г/моль)
[
M_{BaCl_2} = 137 + 71 = 208 \text{ г/моль}
]
- Найдем количество молей BaCl₂:
[
n_{BaCl_2} = \frac{m_{BaCl_2}}{M_{BaCl_2}} = \frac{5{,}2 \text{ г}}{208 \text{ г/моль}} \approx 0{,}025 \text{ моль}
]
- Теперь найдем массу сульфата бария (BaSO₄):
- Молекулярная масса BaSO₄:
- Ba: 137 г/моль
- S: 32 г/моль
- O: 16 г/моль (4 * 16 = 64 г/моль)
[
M_{BaSO_4} = 137 + 32 + 64 = 233 \text{ г/моль}
]
Шаг 4: Найдем массу выпавшего осадка BaSO₄
Поскольку 1 моль BaCl₂ дает 1 моль BaSO₄, для поглощенных ( 0{,}025 ) моль BaCl₂, количество BaSO₄ также будет ( 0{,}025 ) моль.
Теперь вычислим массу BaSO₄:
[
m_{BaSO_4} = n_{BaSO_4} \times M_{BaSO_4} = 0{,}025 \text{ моль} \times 233 \text{ г/моль} \approx 5{,}83 \text{ г}
]
Ответ:
Масса выпавшего осадка ( BaSO_4 ) составляет approximately ( 5{,}83 ) г.
